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地球内部の層構造 - PowerPoint PPT Presentation


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第 3 回. 地球内部の層構造. 地球の柱状図. 地球の層構造. 地震波速度分布にもとづくと: 地殻  Crust : ~10–70 km, 珪長質  acidic composition ( 上部地殻  Upper crust of continent) 苦鉄質  basic (mafic) composition ( 下部地殻  Lower crust of continent 及び 海洋地殻 Oceanic crust ) マントル  Mantle : ~2800 km, ultramafic composition

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Presentation Transcript

3回

地球内部の層構造



地球の層構造

地震波速度分布にもとづくと:

  • 地殻 Crust: ~10–70 km,

    珪長質 acidic composition (上部地殻 Upper crust of continent)

    苦鉄質 basic (mafic) composition (下部地殻 Lower crust

    of continent及び 海洋地殻 Oceanic crust )

  • マントル Mantle: ~2800 km, ultramafic composition

  • 外核 Outer core: ~2200 km, liquid iron (with light elements)

  • 内核 Inner core: ~1500 km, solid iron (with light elements?)


Sir Harold Jeffreys, FRS[1] (22 April 1891 – 18 March 1989)

Jeffreys was born in Fatfield, Washington, County Durham, England.

Beno Gutenberg (1889–1960)

He joined the laboratory in 1930 and, at the same time, became a Professor of Geophysics at the California Institute of Technology.


地球の層構造

Bullen, Keith Edward (1906 - 1976)

29 June 1906, Auckland, New Zealand

Bullen(1936)は地殻をA層、マントルをB層, C層, D層、外核をE層, F層、内核をG層に分け、速度分布、密度分布を求めた。

A層 地殻 Crust

--モホ面 Mohodiscontinuity--

B層 上部マントル Upper mantle

--410 km地震波不連続面--- 410km seismic discontinuity

C層 マントル遷移層 Mantle transition zone

--660 km地震波不連続面---660km seismic discontinuity

D層 下部マントル Lower mantle

--D”層 核マントル境界 Core-mantle boundary (CMB)

E層 外核 Outer core

--F層 内核境界 Inner core boundary (ICB)

G層 内核 Inner core


A 層~G層

A B C

D

A層 地殻 Crust

--モホ面 Mohodiscontinuity--

B層 上部マントル Upper mantle

--410 km地震波不連続面---

410km seismic discontinuity

C層 マントル遷移層 

Mantle transition zone

--660 km地震波不連続面---

660km seismic discontinuity

D層 下部マントル Lower mantle

D”層 核マントル境界 

--Core-mantle boundary (CMB)

E層 外核 Outer core

F層 内核境界 

--Inner core boundary (ICB)

G層 内核 Inner core

D”

E

F

G


化学組成による層構造  力学的性質による層構造化学組成による層構造  力学的性質による層構造

地殻

リソスフイア

モホロビチッチ不連続面

アセノスフィア

上部マントル

410 km地震波不連続面

マントル遷移層

660km地震波不連続面

下部マントル


Composition of the earth
地球の化学組成・鉱物組成化学組成による層構造  力学的性質による層構造Composition of the Earth

地震学的研究によると密度は:Seismology tells us about the densityof rocks:

  • 地殻 Crust

      大陸地殻 Continental crust: ~2.8 g/cm3

      海洋地殻 Oceanic crust: ~3.2 g/cm3

  • リソスフィア Lithosphere: Crust + Uppermost crust

  • アセノスフィア Asthenosphere: ~3.3 g/cm3


珪酸塩の例:オリビン(かんらん石)化学組成による層構造  力学的性質による層構造

マントルを構成する岩石はかんらん岩

(peridotite, かんらん石・輝石を主成分とする)

9


Garnet peridotite xenolith from the bulfontein floors kimberley south africa
キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(Garnet Peridotite Xenolith from the Bulfontein Floors, Kimberley, South Africa)

カンラン石: 暗緑色

(ペリドート)

斜方輝石: 薄い緑色

ザクロ石: 赤い鉱物

(ガーネット)

単斜輝石:鮮やかな緑色

ダイヤモンド、、、、

Photo courtesy of F. R. (Joe) Boyd

and Steve Richardson


地球の断面図の概念図キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

12


棒磁石の磁場キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

核の形成・進化(内核の発生・成長): 地球の熱史・温度

地球磁場の生成、生命の発生と進化

N

S

コアダイナモ

地球と惑星磁場生成と起源


Seismograph record of p pp s and surface waves p pp s
Seismograph Record of キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(P, PP, S, and Surface Waves地震計の記録:P, PP, S, 表面波


P and s wave pathways through earth ray path
P-and S-wave Pathways Through Earthキンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(地球内部のP波とS波の波線(Ray path)

Fig. 19.3


核の影 P波キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

P-wave Shadow Zone

Fig. 19.2a


S wave shadow zone
S-wave Shadow Zoneキンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

核の影: S波

Fig. 19.2b


内核の発見キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩((1936)

Dr. Inge Lehmann (1888-1993), 内核の発見者  Born in Denmark in 1888

The existence of an inner core distinct from the liquid outer core was discovered in 1936 by seismologist Inge Lehmann[3] using observations of earthquake-generated seismic waves that partly reflect from its boundary and can be detected by sensitive seismographs on the Earth's surface.


地震波の反射と屈折キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

Snell(スネル)の法則

入射波

屈折波

反射波

P波

P波、SV波

P波、SV波

SH波

SH波

SH波

SV波

P波、SV波

P波、SV波


Maximum amplitude of ground shaking determines richter magnitude
地震の大きさ:マグニチュードキンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(Maximum Amplitude of Ground Shaking Determines リヒタースケールRichter Magnitude

Charles Francis Richter (/ˈrɪktər/; 1900–1985), was an Americanseismologist and physicist.

California Institute of Technology

最大振幅(ミクロン)の常用対数

1増えると振幅が10倍、エネルギーは31.62倍

2増えると振幅は100倍、エネルギーは1000倍

at d= 100 km

A mm


Richter magnitude versus energy
Richter Magnitude Versus Energyキンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

最大振幅(ミクロン)の常用対数

1増えると振幅が10倍、エネルギーは31.62倍

2増えると振幅は100倍、エネルギーは1000倍

b値 0.9~1.0

地域により異なる

地震の数 n :グーテンベルグ・リヒターの関係式 log n = a - bM


実験室における音速(地震波)測定キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

超硬アンビル

超音波振動子(トランスジューサー)

圧電素子(Piezo- electric effect)


プレートテクトニクスキンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

Mosaic of Earth’s Plates

24

Peter W. Sloss, NOAA-NESDIS-NGDC


世界の震源分布キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

25


World seismicity 1963 2000
World Seismicity, 1963–2000キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(

Fig. 18.14


Upper mantle convection as a possible mechanism for plate tectonics
Upper Mantle Convection as a Possible Mechanism for Plate Tectonics

ここまで 2010/11/1

Fig. 19.8



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